摘要
由假禾谷镰刀菌(Fusarium pseudograminearum，Fpg)引起的小麦茎基腐病 (Fusarium rot crown,FCR)是广泛影响全球小麦产量的一种真菌土传病害，近年 来在我国北方麦区频发，严重影响小麦生产。植物根际微生物组被称为“植物第二 基因组”，对植物抗病至关重要。在农业生产中施用氮肥是常见的作物管理措施，然 而不同氮肥供应是否影响FCR的发生，其是否与小麦根际微生物群落组成和功能关 联还缺乏相关研究。随着分子生物学技术的发展，宏基因组学可系统分析微生物群 落功能，正成为微生物功能研究中一种重要的组学技术。本研究结合先前田间调查 的结果，设计了一组盆栽试验，设置双变量处理:供应硝态氮且添加健康土壤悬液 (nitrate supply without Fpg,NC)、供应硝态氮且添加染病土壤悬液(nitrate supply with Fpg,NF)、供应铵态氮且添加健康土壤悬液(ammonium supply without Fpg, AC)、供应铵态氮且添加染病土壤悬液(ammonium supply with Fpg，AF)。基于试 验结果分析氮素供应形态对FCR发病状况的影响，并基于宏基因组学分析了小麦根 际微生物群落组成和功能的变化，主要结果如下: (1)与AF处理相比，NF处理小麦茎基腐病的发病率显著降低。 (2)供应铵态氮时，发病处理小麦根际微生物群落多样性显著降低。小麦根际 微生物群落主要由变形菌门(Proteobacteria,33.34％～47.15％)和放线菌门 (Actinobacteria,20.91％～36.42％)构成，在不同处理间差异显著。 (3)小麦根际微生物群落功能多样性AF处理显著高于AC处理(10.59％的基 因显著富集)，NF处理与NC处理间无显著差异(0.15％的基因显著富集)。供应铵 态氮时，发病处理小麦根际微生物群落分泌抑菌次生代谢物能力减弱;氨氧化过程 减弱，硝酸盐还原过程增强，与生成NO相关的nirK基因丰度显著降低，与NO还 原相关的norBC基因丰度显著增加;糖酵解、三羧酸循环、氨基酸生物合成、磷酸 戊糖途径和丙酮酸代谢等大分子化合物的代谢被抑制;硫酸盐代谢受抑制，但是与 硫代硫酸盐代谢相关的SOX系统功能被增强。与此相反，在供应硝态氮时，上述差 异在NC和NF处理之间不显著。 综上，供应铵态氮时小麦茎基腐病发病率较高，其与小麦根际微生物群落的多 样性和养分循环相关功能的差异相互关联。本研究通过揭示氮素形态对小麦根际微 生物-病原菌互作的影响机制，为后续合理管理氮肥，设计微生物菌剂发展环境友好 型抑病策略提供重要的理论基础。
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